[00374446]铝电解用优质炭阳极生产关键技术开发及产业化

该项目属轻有色金属冶炼技术领域。炭阳极是铝电解槽的“心脏”，其质量对铝电解技术经济指标具有举足轻重的影响。中国铝工业因炭阳极质量、特别是抗氧化性差，造成电解槽运行不稳定，吨铝净炭耗高达425-450kg，与国际先进水平差距明显。炭阳极质量已成为制约中国铝电解技术水平的主要瓶颈，创新开发优质炭阳极生产技术是进一步提升中国铝电解技术水平的关键，也是中国炭阳极工业淘汰落后、产业升级的必然趋势。中国铝业公司在前期研究基础上，于2005-2006年实施优质预焙阳极生产技术研究及产业化重大专项。该项目以中铝郑州研究院为依托，联合各分公司及中南大学，对中国炭阳极生产用原材料性质以及各主要生产工艺进行了全面深入研究，形成如下自主创新的生产优质炭阳极的关键技术：1．首次对中国六大地区生产的石油焦性质进行了系统研究，发现了中国石油焦性质的地域性分布特点，揭示了微量元素对石油焦性质影响的规律。2．首次深入研究了石油焦微量元素之间的耦合作用行为及其对炭阳极抗氧化性影响的规律，在此基础上自主创新开发了石油焦选择性耦合混配技术，从根本上解决了原材料来源复杂、炭阳极抗氧化性差的技术难题，拓宽了铝用石油焦来源。3．首次深入研究了石油焦煅烧工艺装备、煅后焦球磨控制和残极带入杂质对炭阳极质量影响的规律，自主开发了石油焦煅烧新技术、干料多粒级配方、球磨控制工艺以及洁净残极配比技术，保证了干料密度的最大化及粒度分布的均衡性及稳定性。4．首次系统研究了中国生产的煤沥青(粘结剂)的流变性，揭示了沥青中间相含量对煤沥青性质的影响，开发了高粘度煤沥青的混捏、成型新工艺，解决了生坯密度低的技术难题。基于对生阳极焙烧过程行为的深入研究，开发出以最佳焙烧升温曲线为核心的焙烧控制技术，提高了炭阳极产品的成品率，实现了节能减排。基于上述研究结果，通过工业试验，形成了一整套操作性强、易工业化实施的生产优质炭阳极的关键技术。该技术自2006年开发成功以来，在中铝公司及多家炭阳极生产厂进行了大规模产业化应用，全面推动了中国炭阳极工业技术进步。在短短几年内，中国炭阳极质量已达到世界领先水平，铝电解主要技术经济指标明显优化。中国已成为具有国际竞争力的炭阳极第一出口大国，产品远销欧美、澳大利亚等发达国家。2007-2009年，中国铝业公司的销电解企业共降低炭阳极消耗16.25万吨，减排温室气体约60万吨；公司炭阳极企业降低采购成本0.96亿元，成品率提高2%-3%；三年共新增利润8.22亿元、利税10.27亿元。同期，应用该项目技术的中国其他炭阳极企业共出口优质炭阳极158.8万吨，创汇达6.43亿美元，出口创利税9.14亿元。项目获中国有色金属工业科学技术奖一等奖1项，中国铝业公司科技进步奖一等奖1项；申请发明专利9项，授权1项，申请实用新型5项，授权5项；制订发布国家行业标准5部；撰写英文专著1部，国内外发表论文29篇；培养工学博士2名。